用于胶棒的粘合剂组合物的制作方法

1.本发明涉及一种用于胶棒的粘合剂组合物，其含有至少一种起粘合作用的聚合物、至少一种饱和脂肪酸的钠盐以及水。


背景技术：

2.此类胶棒多年来广泛应用于纸张粘合剂及手工制作粘合剂领域。其原因主要在于多种积极特性，如容易的并且大多在理论上精确及无损失的可涂覆性，以及可干净地倒转回到可重新密封的、通常为圆柱形的容器中。常见胶棒的粘合剂组合物一般是指水溶性的起粘合作用的聚合物与塑形的框架构造剂相结合的水性制剂。通常也添加保湿剂和/或软化剂以改善磨损、曝露时间及储藏稳定性。聚乙烯吡咯啶酮、水性聚丙烯酸酯、聚乙烯醇以及天然淀粉及淀粉衍生物等合成或天然的物质用作起粘合作用的聚合物。当前主要是饱和脂族脂肪酸的钠皂用作框架构造剂。1968年以来，在de-ps1811466中描述了此类皂凝胶在胶棒中的应用。实践中最常用的用于框架形成的系统是脂族饱和的c14-c18脂肪酸的钠皂凝胶的应用，这也在ep1102824、ep0596958及ep3174927中被描述。迄今为止，皂化的不饱和脂肪酸不用作框架构造剂，因其不具稳定形状且在室温下永久地呈现液态。
3.多元醇，如山梨醇、甘露醇、甘油、丙二醇、聚乙二醇以及蔗糖用作保湿剂及软化剂(ep22675858、wo2014/110357)。
4.所有已知胶棒的共同之处在于，粘合效果与涂覆粘合剂的量并且因此与胶棒的柔软度直接相关。为了能够足够地涂覆粘合剂，需要设定胶棒的足够高的磨损，其一方面通过于较高比例的起粘合作用的聚合物实现，另一方面通过大量使用软化剂和/或保湿剂实现。形状稳定性与良好的粘合剂涂覆性存在矛盾，前者唯有通过固态且稳定的框架构造剂而实现的足够坚硬且固态的配方方能达到。此前提及的硬度与足够磨损之间的技术不兼容性使得当今的配方需要在稳定性与最佳粘合效果之间实现严格折衷。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于胶棒的粘合剂组合物，通过该粘合剂组合物可以改善纸张上的滑动特性并提高粘合效率，而不会使得胶棒的形状稳定性变差。
6.根据本发明，该目的通过本文开篇所述类型的一种粘合剂组合物来实现，该粘合剂组合物的特征在于，该粘合剂组合物含有至少一种不饱和脂肪酸的盐和/或至少一种饱和脂肪酸的钾盐。
7.本发明意外发现，在用于胶棒的粘合剂组合物中按份额地应用皂化的不饱和脂肪酸以及饱和脂肪酸的钾皂，都能在不会使得胶棒的形状稳定性变差的情况下改善胶棒在纸张上的滑动特性，并且实现均匀且无损失的粘合剂涂覆。本发明还发现，通过应用上述脂肪酸，粘合效率因涂覆特性的改善而提高。
8.在本发明的粘合剂组合物的一种较佳实施方式中，不饱和脂肪酸的盐是指单或多元不饱和脂肪酸的盐，其特别是具有c14:x-c20:x的链长，其中x＝1-3，优选是指油酸和/或
亚油酸的盐。本文中的“x”定义为双键的数目。此等脂肪酸盐在粘合效率及滑动特性方面非常有效。
9.有利地，饱和脂肪酸的钠盐是指链长为c12-c22、优选为c14-c18的饱和脂肪酸的钠盐。此等盐在形状稳定性方面非常有利。
10.一般而言，该至少一种不饱和脂肪酸的盐和/或该至少一种饱和脂肪酸的钾盐的比例为约0.1wt％至约3wt％，优选为约0.3wt％至约1wt％。
11.一般而言，该至少一种不饱和脂肪酸的盐和/或该至少一种饱和脂肪酸的钾盐相对所有所含脂肪酸和/或脂肪酸盐的总量的比例为约2wt％至约40wt％，优选为约5wt％至约20wt％。
12.一般而言，该起粘合作用的聚合物是指淀粉和/或淀粉衍生物，其中起粘合作用的聚合物的比例优选为约10wt％至约30wt％，特别是约15wt％至约25wt％。
13.一般而言，该饱和脂肪酸的钠盐的比例为约3wt％至约10wt％，优选为约4wt％至约6wt％。在此等范围内可制成非常形状稳定的胶棒。
14.一般而言，水的比例为约40wt％至约70wt％，优选为约50wt％至约68wt％。
15.较佳地，含有至少一种保湿剂和/或软化剂，其特别是选自甘油、山梨醇、丙二醇、蔗糖及多官能醇的群组，其中保湿剂和/或软化剂的比例优选为约2wt％至约25wt％，特别是约6wt％至约15wt％。
16.较佳地，本发明的粘合剂组合物基本上不含有机溶剂，特别是不含沸点低于200℃的溶剂。
17.在本发明的粘合剂组合物中可以存在至少一种ph指示剂，特别是转变范围为ph 7至ph 11的ph指示剂，其中该ph指示剂的比例优选为小于0.3wt％。
18.在本发明的粘合剂组合物中可以含有选自防腐剂、芳香剂、颜料、抗氧化剂、漂白剂及消泡剂的群组的其他添加剂。此等添加剂在本发明的粘合剂组合物中的含量通常为最大约2wt％。
19.前述淀粉例如可以指马铃薯淀粉和/或玉米淀粉和/或豌豆淀粉和/或木薯淀粉和/或者上述的衍生物。
20.本发明还涉及一种胶棒，其含有如权利要求1至13中任一项的粘合剂组合物。
21.本发明的粘合剂组合物或本发明的胶棒例如可以用以下方式制成：将其中含有的脂肪酸盐(皂)作为脂肪酸盐进行添加。然而也可以将期望的脂肪酸与相应的皂化试剂(如naoh，koh等等)混合在一起，从而通过脂肪酸与相应的碱发生反应来获得相应的皂。
具体实施方式
22.实例：
23.制造本发明的胶棒：
24.在75℃-85℃条件下根据表1将组分混合。通过碱化将脂肪酸皂化。为了无气泡地获得该材料，在真空下搅拌该材料数分钟。随后将热的混合物注入胶棒型坯。冷却后，通过上述方式制成的粘合剂组合物凝固成胶棒。
25.配方：
[0026][0027][0028]
1)
棒材未固化
[0029]
2)
85wt％的naoh+15wt％的koh
[0030][0031]
表1
[0032]
比较试验
[0033]
所有比较试验皆在恒定的测试条件下进行。为此，在测试开始前在20℃/65％相对湿度条件下对胶棒及测试材料进行调温24小时。
[0034]
磨损：
[0035]
测定在恒定负荷下粘合材料在规定长度的纸幅上的机械磨损所引起的重量损失。
[0036]
在测量前将胶棒旋出约0.5cm，用刀切下以确保可比性。若在测量期间在套管边缘形成粘合剂团块或者团块在纸张上撕裂，则仅将其视为损失质量。从而确保唯有实际涂覆于纸张的粘合剂方被考虑在内。从五个单个测量的算术平均值中得出结果。
[0037]
测试速度：0.5米/秒
[0038]
测试距离：1米
[0039]
总重量：700克
[0040]
抗压强度：
[0041]
抗压强度定义为胶棒在断裂前的抗压负荷下所能承受的最大力fmax，单位为n。借由型号为z2.5的管头(zwick)进行抗压强度测试。为此，将棒柱(21克的情况下直径为22mm，8.2克的情况下直径为16mm)以30mm的最小长度锚固在压紧钳之间。进给速度为70mm/min。借由图表中的最大值来确定最大压力的值。从五个单个测量的算术平均值中得出结果。
[0042]
粘合效率：
[0043]
粘合效率定义为成功粘合所需的涂覆次数，以及将一张纸沿长边与对边粘合在一起形成环状所需的粘合剂量。为此，借由前述的磨损法将粘合剂沿长边(29cm)机械地涂覆到纸上。随后，在恒定的压紧力(滚压机)及恒定的滚压速度下机械地直接与对边粘合在一起形成环状。
[0044]
每个粘合剂配方用来粘合共30张纸(din a4)。
[0045]
产自maestro mondi的黄绿色din a4纸，160g/m2。
[0046]
若该环状在5秒内再次展开，则重复进行粘合直至粘合成功。所消耗的粘合剂总量与粘合效率成正比。粘合效果与至少5秒后仍能保持被粘住的30张纸的比例相对应。
[0047]
手动纸张吸力值：
[0048]
确定纸张吸力值时，测定粘合材料涂覆与纸张撕裂之间的时间段。将粘合材料旋出约0.5cm并用刀切下，从而获得平滑表面。在规定的测试条上居中地自左往右涂覆粘合材料1次，并且通过手指按压来重叠地压紧第二测试条。立即操纵秒表。随后将此等测试条均匀地拉扯开来直至产生纸张撕裂并确定时间。从五个单个测量的算术平均值中得出结果。
[0049]
试验结果：
[0050][0051][0052]
表2
[0053][0054]
表3
[0055]
差异化磨损：
[0056][0057]
表4
[0058]
粘合效率：[克/30张纸/5秒]
[0059][0060]
表5
[0061]
结论：均匀且无损失的磨损对总消耗有积极作用，因为所需后续涂覆较少。
[0062]
如表2所示，根据实例1的组合物无法用来制造胶棒，因为此种粘合剂组合物并非固态。其原因在于不存在饱和脂肪酸。
[0063]
如表2和3进一步所示，根据实例3、5及7的本发明的组合物能够在耐磨/抗压强度方面达到最佳结果。
[0064]
如表4所示，根据实例3的本发明的组合物与实例2及先前技术中的组合物相比在净磨损方面有所改善。
[0065]
如表5所示，根据实例3的本发明的组合物在粘合效率方面也达到最佳结果。